자기유도_건국대학교 물리학 및 실험-2

소개글

"자기유도_건국대학교 물리학 및 실험-2"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목표
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 장치
4. 실험 내용
5. 장비 설명
6. 실험 결과
7. 토의

본문내용

1. 실험 목표
전류가 흐르는 도선이 자기장 속에서 받는 힘을 측정하여 자기유도 B를 측정하고, 진공중의 투자율(μ_0)의 실험치를 구한다.
2. 실험 원리
자기장 내에서 전류가 흐르는 도선은 다음과 같은 힘을 받는다. 즉
F = Il×B_c (1)
자기장에 의한 힘의 크기는
F = B_c Ilsinθ (2)
여기에서 θ는 도선에 흐르는 +전류의 방향과 B방향사이의 각이다.
한편, 거리 a떨어진 두 개의 동일한 코일의 축을 따라 얻어진 자기장밀도는
B(z,r = 0) = (μ_0 IN)/2R [1/(1+A_1^2 )^(3/2) +1/(1+A_2^2 )^(3/2) ] (3)
여기서,
A_1=(z-a/2)/R , A_2=(z+a/2)/R, R = 코일의 반지름
z = 0일 때 자기밀도는 a < R인 경우에 최대 값을 가진다. 그리고 a > R일 때 최소값을 가진다.
측정으로부터 알 수 있는 결과는 a = R 일 때 아래의 영역에서 균일한 자기장 밀도를 보여준다.
-R/2 <z < +R/2
중간 점에서의 자기밀도세기는
B(0,0)=(μ_0 N)/2R I 2/(5/4)^(3/2) =0.716μ_0 N I/R (4)
여기서 N은 코일의 감긴 수이며, R은 코일의 반경이며, I는 코일에 흐르는 전류이다.
헬름홀츠 배열에서 중심에서의 자기장 밀도는 넓은 영역에 걸쳐 균일한 특성을 지니고 있다.
지금 전류천칭을 사용하여 헬름홀츠 코일내의 자기유도에 의한 전류 도선에 작용하는 힘을 구하고자 한다.
그림2.8.1은 전류천칭의 구조이다.

참고 자료

일반물리학실험/건국대학교 물리학과/북스힐/2021.03.01/p.227~238